思科技术之路由器建立VPN实例

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思科技术之路由器建立VPN实例 VPN是企业实现安全远程互联的有效方法。本文根据一个应用实例，具体描述VPN的配置和实施过程。其主要应用特点包括：基于封装安全负载标准ESP-DES(Encapsulating Securiry Payload – Data Encryption Standard)的IPSec；专有网络通过端口地址转换(PAT)技术访问Internet。 一、 网络基本情况 ---- 该单位公司总部在北京，全国有3个分支机构。要求做到在4个地点的数据能够实时查询，便于业务员根据具体情况作出正确决策。早期方案是使用路由器，通过速率为256Kbps的DDN专网连接北京总部。但技术人员通过市场调研，发现该网络运营成本过高。通过进一步的咨询和调整，最终方案是分支机构使用DDN在本地接入Internet，总部使用以太网就近接入Internet。并对互联的路由器进行配置，使用VPN技术，保证内部数据通过Internet安全传输。该企业的网络分布见附图。 二、配置过程及测试步骤 ---- 在实施配置前，需要检查硬件和软件是否支持VPN。对于Cisco路由器，要求IOS版本高于12.0.6(5)T，且带IPSec功能。本配置在Cisco路由器上配置通过。 ---- 以下是分支网络1的路由器实际配置过程，其他路由器的配置方法与此基本一致，只需修改具体的环境参数（IP地址和接口名称）即可。 ---- 以下黑体字为输入部分，< Enter >为键盘对应键，^Z为Ctrl+Z组合键。 ---- 1. 配置路由器的基本参数，并测试网络的连通性 ---- （1） 进入路由器配置模式 ---- 将计算机串口与路由器console口连接，并按照路由器说明书配置“终端仿真”程序。执行下述命令进入配置模式。 ---- Router>en ---- Router#config terminal ---- Router(config)# ---- （2）配置路由器的基本安全参数 ---- 主要是设置特权口令、远程访问口令和路由器名称，方便远程调试。 ---- Router(config)#enable secret xxxxxxx ---- Router(config)#line vty 0 4 ---- Router(config-line)#password xxxxxx ---- Router(config-line)#exit ---- Router(config)#hostname huadong ---- huadong(config)# ---- （3）配置路由器的以太网接口，并测试与本地计算机的连通性 ---- 注意: 配置前，请将线缆与相关设备连接好。其中ethernet0/0端口接内部网络，serial0/0端口接外部网络。外部网络接口地址由ISP分配，至少一个地址，多者不限。以下假定为一个，使用PAT模式，地址为210.75.32.9，上级路由器为210.75.32.10。内部网络地址如附图所标示。 ---- 关键是配置IP地址和启用以太网接口。测试时，使用基本的测试命令ping。 ---- huadong(config)#inter eth0/0 ---- huadong(config-if)#ip address 172.17.1.1 255.255.255.0 ---- huadong(config-if)#no shutdown ---- 以下是测试命令： ---- huadong#ping 172.17.1.1 ---- … ---- !!!!! ---- … ---- huadong#ping 172.17.1.100 ---- … ---- !!!!! ---- … ---- 在IP地址为172.17.1.100的计算机上: ---- c:>ping 172.17.1.1 ---- Pinging 172.17.1.1 with 32 bytes of data: ---- Reply from 172.17.1.1: bytes=32 time=5ms TTL=255 ---- …… ---- 结果证明连接及配置正确。 ---- （4） 配置路由器的串口，并测试与上级路由器的连通性 ---- 与以太网口的配置方法类似，而且需要指定带宽和包的封装形式。同时，注意将Cisco设备特有的CDP协议关掉，保证基本的安全。 ---- huadong(config)#inter serial0/0 ---- huadong(config-if)#ip address 210.75.32.9 255.255.255.252 ---- huadong(config-if)#bandwidth 256 ---- huadong(config-if)#encapsulation ppp ---- huadong(config-if)#no cdp enable ---- huadong(config-if)#no shutdown ---- 以下是测试命令： ---- huadong#ping 210.75.32.9 ---- …… ---- !!!!! ---- …… ---- huadong#ping 210.75.32.10 ---- …… ---- !!!!! ---- …… ---- 结果证明连接及配置正确。 ---- 2. 配置路由器NAT网络 ---- （1） 配置外出路由并测试 ---- 主要是配置缺省路由。 ---- huadong(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 210.75.32.9 ---- huadong#ping 211.100.15.36 ---- …… ---- !!!!! ---- …… ---- 结果证明本路由器可以通过ISP访问Internet。 ---- （2） 配置PAT，使内部网络计算机可以访问外部网络，但不能访问总部和分支机构 ---- 主要是基于安全目的，不希望内部网络被外部网络所了解，而使用地址转换（NAT）技术。同时，为了节约费用，只租用一个IP地址（路由器使用）。所以，需要使用PAT技术。使用NAT技术的关键是指定内外端口和访问控制列表。 ---- 在访问控制列表中，需要将对其他内部网络的访问请求包废弃，保证对其他内部网络的访问是通过IPSec来实现的。 ---- huadong(config)#inter eth0/0 ---- huadong(config-if)#ip nat inside ---- huadong(config-if)#inter serial0/0 ---- huadong(config-if)#ip nat outside ---- huadong(config-if)#exit ---- 以上命令的作用是指定内外端口。 ---- huadong(config)#route-map abc permit 10 ---- huadong(config-route-map)#match ip address 150 ---- huadong(config-route-map)#exit ---- 以上命令的作用是指定对外访问的规则名。 ---- huadong(config)#access-list 150 deny 172.17.1.0 0.0.0.255 172.16.0.0 0.0.255.255 ---- huadong(config)#access-list 150 deny 172.17.1.0 0.0.0.255 172.17.2.0 0.0.0.255 ---- huadong(config)#access-list 150 deny 172.17.1.0 0.0.0.255 172.17.3.0 0.0.0.255 ---- huadong(config)#access-list 150 permit ip 172.17.1.0 0.0.0.255 any ---- 以上命令的作用是指定对外访问的规则内容。例如，禁止利用NAT对其他内部网络直接访问（当然，专用地址本来也不能在Internet上使用），和允许内部计算机利用NAT技术访问Internet（与IPSec无关）。 ---- huadong(config)#ip nat inside source route-map abc interface serial0/0 overload ---- 上述命令的作用是声明使用串口的注册IP地址，在数据包遵守对外访问的规则的情况下，使用PAT技术。 ---- 以下是测试命令，通过该命令，可以判断配置是否有根本的错误。例如，在命令的输出中，说明了内部接口和外部接口。并注意检查输出与实际要求是否相符。 ---- huadong#show ip nat stat ---- Total active translations: 0 (0 static, 0 dynamic; 0 extended) ---- Outside interfaces: ---- Serial0/0 ---- Inside interfaces: ---- Ethernet0/0 ---- …… ---- 在IP地址为172.17.1.100的计算机上，执行必要的测试工作，以验证内部计算机可以通过PAT访问Internet。 ---- c:>ping 210.75.32.10 ---- …… ---- Reply from 210.75.32.10: bytes=32 time=1ms TTL=255 ---- …… ---- c:>ping http://www.ninemax.com ---- …… ---- Reply from 211.100.15.36: bytes=32 time=769ms TTL=248 ---- …… ---- 此时，在路由器上，可以通过命令观察PAT的实际运行情况，再次验证PAT配置正确。 ---- huadong#show ip nat tran ---- Pro Inside global Inside local Outside local Outside global ---- icmp 210.75.32.9:1975 172.17.1.100:1975 210.75.32.10:1975 210.75.12.10:1975 ---- …… ---- 以上测试过程说明，NAT配置正确。内部计算机可以通过安全的途径访问Internet。当然，如果业务要求，不允许所有的内部员工/计算机，或只允许部分内部计算机访问Internet，那么，只需要适当修改上述配置命令，即可实现。 ---- 3. 配置ESP-DES IPSec并测试 ---- 以下配置是配置VPN的关键。首先，VPN隧道只能限于内部地址使用。如果有更多的内部网络，可在此添加相应的命令。 ---- huadong(config)#access-list 105 permit ip 172.17.1.0 0.0.0.255 172.16.0.0 0.0.255.255 ---- huadong(config)#access-list 106 permit ip 172.17.1.0 0.0.0.255 172.17.2.0 0.0.0.255 ---- huadong(config)#access-list 107 permit ip 172.17.1.0 0.0.0.255 172.17.3.0 0.0.0.255 ---- 指定VPN在建立连接时协商IKE使用的策略。方案中使用sha加密算法，也可以使用md5算法。在IKE协商过程中使用预定义的码字。 ---- huadong(config)#crypto isakmp policy 10 ---- huadong(config-isakmp)#hash sha ---- huadong(config-isakmp)#authentication pre-share ---- huadong(config-isakmp)#exit ---- 针对每个VPN路由器，指定预定义的码字。可以一样，也可以不一样。但为了简明起见，建议使用一致的码字。 ---- huadong(config)#crypto isakmp key abc2001 address 211.157.243.130 ---- huadong(config)#crypto isakmp key abc2001 address 202.96.209.165 ---- huadong(config)#crypto isakmp key abc2001 address 192.18.97.241 ---- 为每个VPN（到不同的路由器，建立不同的隧道）制定具体的策略，并对属于本策略的数据包实施保护。本方案包括3个VPN隧道。需要制定3个相应的入口策略(下面只给出1个)。 ---- huadong(config)#crypto map abc 20 ipsec-isakmp ---- huadong(config-crypto-map)#set peer 211.157.243.130 ---- huadong(config-crypto-map)#set transform-set abc-des ---- huadong(config-crypto-map)#match address 105 ---- huadong(config-crypto-map)#exit ---- 使用路由器的外部接口作为所有VPN入口策略的发起方。与对方的路由器建立IPSec。 ---- huadong(config)#crypto map abc local-address serial0 ---- IPSec使用ESP-DES算法（56位加密），并带SHA验证算法。 ---- huadong(config)#crypto ipsec transform-set abc-des esp-des esp-sha-hmac ---- 指明串口使用上述已经定义的策略。 ---- huadong(config)#inter serial0/0 ---- huadong(config-if)#crypto map abc ---- 在IP地址为172.17.1.100的计算机上验证: ---- c:>ping 172.16.1.100 ---- …… ---- Reply from 172.16.1.100: bytes=32 time=17ms TTL=255 ---- …… ---- huadong#show crypto engine conn acti ---- ID Interface IP-Address State Algorithm Encrypt Decrypt ---- 1 < none > < none > set HMAC_SHA+DES_56_CB 0 0 ---- 2000 Serial0/0 210.75.32.9 set HMAC_SHA+DES_56_CB 0 452 ---- 2001 Serial0/0 210.75.32.9 set HMAC_SHA+DES_56_CB 694 0 ---- 同时，这种连接使用了IPSec，而没有使用NAT技术。 三、测试 ---- 将所有路由器按照上述过程，根据具体的环境参数，做必要修改后，完成VPN的配置。网络部分任务完成，可以顺利开展业务应用了。 ---- 如果需要，路由器本身提供更详细的调试命令： ---- debug crypto engine connections active ---- debug crypto isakmp sa ---- debug crypto ipsec sa ---- 在调试时，需要注意，在对应路由器上也执行相应的调试命令。然后，在一台客户机（172.17.1.100）上执行如下命令: ---- c:>ping 172.16.1.100 -n 1 ---- 最后，对比2个路由器的输出，观察出现问题的提示——这是隧道不能建立的主要原因。针对此提示，做必要的修改工作，便可圆满完成VPN的配置计划。 ---- 在实际中，该方案完全满足用户需求，并充分验证了VPN技术的可用性和实用性。至今运行正常，用户非常满意。